Cómo Sería la Nueva Generación de Planetas del Tamaño de la Tierra Recién Descubiertos

 

24.02.17.- Un grupo de siete planetas del tamaño de la Tierra apiñados alrededor de una estrella enana roja ultrafría podrían ser poco más que trozos de rocas expulsados por la radiación, o mundos cubiertos de nubes donde podría hacer un calor tan achicharrante como en Venus.

O quizás podrían albergar formas de vida exóticas, prosperando bajo el crepúsculo rojizo del cielo.

Los científicos están considerando las posibilidades después del anuncio de esta semana: el descubrimiento de siete mundos en órbita alrededor de una estrella pequeña y fría, situado a unos 40 años luz de distancia, todos ellos aproximadamente como nuestro planeta en términos de peso (masa) y tamaño (diámetro ). Tres de los planetas residen en la "zona habitable" alrededor de su estrella, TRAPPIST-1, donde los cálculos sugieren que las condiciones podrían ser las adecuadas para que exista agua líquida en su superficie, aunque se necesitan observaciones de seguimiento para estar seguros.

Los siete son los primeros embajadores de una nueva generación de objetivos en la búsqueda de planetas.

 

Esta concepto artístico apareció el 23 de Febrero de 2017 en la portada de la revista Nature anunciando que la estrella TRAPPIST-1, una enana ultrafría, tiene siete planetas orbitándola del tamaño de la Tierra. Cualquiera de estos planetas podrían tener agua líquida. Los planetas que están más lejos de la estrella son más propensos a tener cantidades significativas de hielo. Image Credit: NASA-JPL/Caltech

 

Las estrellas enanas rojas - también llamadas "enanas M" - superan en número a otras, incluyendo las estrellas amarillas como nuestro Sol, por un factor de tres a uno, que comprende casi el 75 por ciento de las estrellas de nuestra galaxia. También duran mucho más tiempo. Y sus planetas son proporcionalmente más grandes en comparación con las pequeñas estrellas que orbitan. Eso significa que los pequeños mundos rocosos que orbitan alrededor de las enanas rojas cercanas serán los principales objetivos para los nuevos telescopios de gran alcance, que entrarán en funcionamiento en los próximos años, tanto en el espacio como en tierra.

"La mayoría de las estrellas son enanas M, que son débiles y pequeñas y no muy luminosas," dijo Martin Still, científico del programa en la sede de la NASA en Washington. "Así que la mayoría de los lugares en los que se buscarían planetas es alrededor de estas pequeñas y frías estrellas. Estamos interesados en las estrellas más cercanas, y las estrellas más cercanas son en su mayoría enanas M ".

Pero seguramente serán planetas desconcertantes, con extrañas propiedades que deberán ser examinados cuidadosamente, así como la realización de simulaciones por ordenador. Averiguar si pueden soportar alguna forma de vida, y de qué tipo, es probable que mantenga a los astrobiólogos que trabajan haciendo horas extras, tal vez intentando recrear en laboratorio algunas de las condiciones en estos mundos teñidos de rojo.

"Definitivamente estamos todos trabajando y haciendo horas extras ahora", dijo Nancy Kiang, astrobióloga del Instituto Goddard de Estudios Espaciales en Nueva York.

 

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La opinión de los expertos acerca de si los planetas de enanas rojas son adecuados para albergar vida tiende a ir de un lado a otro, "como un péndulo," dijo Shawn Domagal-Goldman, científico de investigación espacial en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

"Nosotros hemos propuesto estas razones teóricas para las que tal planeta podría tener dificultades de ser habitable", dijo. "Entonces nos fijamos en esas preocupaciones teóricas con un poco más de detalle, y comprobamos que no es tan grande esa preocupación. Luego siempre surge alguna otra preocupación teórica."

Por el momento, el péndulo no se detiene de nuevo hacia la falta de vida. Los resultados recientes sugieren que la vida tendría una batalla cuesta arriba en un planeta cerca de una enana roja, en gran parte debido a que estas estrellas son muy activas en sus primeros años - disparando bengalas potencialmente letales y explosiones de radiación.

Estas rabietas juveniles continuarían durante bastante tiempo. Las enanas rojas arden con mucha menos energía que nuestro sol, pero viven mucho más tiempo, tal vez con una esperanza de vida en miles de millones de años - más larga que la edad actual del universo.

La edad exacta de la estrella TRAPPIST-1 es desconocida, pero los científicos creen que tiene por lo menos 500 millones de años, o aproximadamente un décima de la edad de nuestro sol de 4.500 millones de años.

Las enanas rojas podrían emplear sus primeros mil millones de años sólo para calmarse lo suficiente como para permitir que los planetas cercanos pudiesen ser habitables. Y la "zona habitable" alrededor de tales estrellas se encuentra muy cerca, de hecho. Los siete planetas del tamaño de la Tierra están tan cerca de su estrella que completan una sola órbita - su "año" - en cuestión de días, 1,5 días para el planeta más cercano y 20 días para el más lejano.

Ese tipo de proximidad significa que los planetas sufren fuerzas de marea, con una cara siempre mirando hacia la estrella, de la misma manera nuestra luna presenta sólo una cara a la Tierra.

 

Esta ilustración muestra los siete planetas que orbitan TRAPPIST -1, y como se verían desde la Tierra usando un increíblemente poderoso telescopio de ficción. Image Credit: NASA-JPL/Caltech

 

Un estudio reciente que se basaba en simulaciones por ordenador de los planetas de las enanas rojas, sin embargo, concluyó en más malas noticias. Las enanas rojas jóvenes, con sus estallidos de rayos X de alta energía y las emisiones ultravioleta, de hecho podrían coartar el oxígeno de la atmósfera de los planetas cercanos, según el estudio realizado por un equipo de la NASA de Goddard dirigido por Vladimir Airapetian.

Otros escenarios implican la eliminación de la atmósfera por completo. Pero estas suposiciones están basadas en modelos informáticos complejos, según ha dicho Franck Selsis de la Universidad de Burdeos, uno de los autores del artículo de TRAPPIST-1.

Dado que los modelos informáticos contienen ciertas suposiciones acerca de las estrellas y planetas, pueden no ser completos, según Selsis. Los modelos pueden fallar al suponer los efectos de la estrella en las atmósferas planetarias, que podrían crear un campo magnético protector. O pueden producir tasas de pérdida atmosférica tan altas que son físicamente improbables.

En cuanto a TRAPPIST-1, "La tranquilidad relativa actual de la estrella y las fuentes plausibles de reposición atmosférica aún hacen posible que los planetas puedan tener atmósferas y condiciones habitables en su superficie", dijo Michael Gillon, investigador principal de TRAPPIST en la Universidad de Lieja, Bélgica . "Nuestra única manera de ir más allá de estas especulaciones teóricas es intentar detectar y estudiar a fondo sus atmósferas."

Otros científicos también ofrecen posibles escenarios en el lado optimista de la ecuación de habitabilidad de la enana-M.

"Tal vez la atmósfera se pueda recuperar, y esté muy bien," dijo Tom Barclay, científico de investigación senior en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. Barclay trabajó en la búsqueda de planetas con el telescopio espacial Kepler de la NASA, tanto durante su misión original y su segunda misión, conocida como K2.

En el escenario de Barclay, las formas de vida podrían encontrar una manera de adaptarse a las ráfagas de radiación estelar.

"Ciertamente vemos la vida en la Tierra capaz de hibernar durante períodos muy prolongados de tiempo. Vemos que la vida entra en un estado en el que se apaga, a veces durante años o décadas. Así que creo que no deberíamos, probablemente, descartarlo, pero hay que poner mucho esfuerzo en el estudio de si se trata de un lugar donde creemos que la vida podría prosperar ".

Los futuros telescopios, incluyendo el Telescopio Espacial James Webb de la NASA (JWST), que será lanzado en 2018, podrían ayudar a resolver estas cuestiones mediante el análisis de cerca de los gases de la atmósfera de los planetas de TRAPPIST-1.

El telescopio espacial Hubble también será un jugador clave en la caracterización de las atmósferas de los planetas de TRAPPIST-1 y, de hecho, ya ha comenzado un estudio preliminar. Ambos telescopios espaciales están equipados para capturar el espectro de la luz de los planetas, que revela los tipos de gases que están presentes.

"Vamos a mirar en las atmósferas con en diferentes longitudes de onda, que nos permita obtener la composición, temperatura, presión," dijo Julien de Wit, investigador posdoctoral en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Cambridge, y un autor del nuevo documento de TRAPPIST-1 . "Esto nos permitirá restringir la habitabilidad."

En cualquier caso, si estos planetas poseen vida, las formas de vida simples parecen ser más probables.

"Estoy hablando de limo aquí," dijo Meadows. "La mayor parte de la vida que nos encontremos es probable que sea una sola célula, la vida relativamente primitiva. Ese es el tipo de cosas que estaríamos buscando en planetas que orbitan estas enanas M ".